光度红移概率密度函数的稀疏表示：为拍字节级天文学做准备

M. Carrasco Kind; R. J. Brunner

doi:10.1093/mnras/stu827

光度红移概率密度函数的稀疏表示：为拍字节级天文学做准备

天体物理仪器与方法 2015-06-19 v1 宇宙学与河外天体物理

作者: M. Carrasco Kind , R. J. Brunner

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摘要

进入精确宇宙学时代的一个后果是光度红移概率密度函数 (PDFs) 的广泛采用。当前和未来的光度巡天预计将获取数十亿个不同星系的图像。因此，存储和分析所有这些 PDF 将非同寻常，如果一项巡天计划计算并存储多个不同的 PDF，情况将更为严峻。在本文中，我们提出使用稀疏基表示来完整表征单个光致红移 (photo- $z$ ) PDF。通过使用正交匹配追踪 (Orthogonal Matching Pursuit) 算法以及高斯和 Voigt 基函数的组合，我们证明了我们的方法优于多高斯拟合，因为在相同的拟合精度下，我们所需的参数大约减少了一半，此外还有一个优势，即整个 PDF 可以通过每个基函数使用一个 4 字节整数来存储，并且我们可以通过增加基的数量来获得更高的精度。利用 CFHTLenS 的数据，我们证明每个星系仅需十到二十个点就足以重构单个 PDF 和整体红移分布 $N(z)$ ，与使用分辨率为 $\delta z = 0.01$ 的原始 PDF 构建的分布相比，精度达到 99.9%，从而将原本需要的两百个值的存储量减少了十到二十倍。最后，我们展示了这种基表示如何直接扩展到宇宙学分析中，从而在不损失分辨率或精度的情况下提高计算性能。

关键词

光度红移概率密度函数稀疏表示正交匹配追踪数据压缩宇宙学分析 CFHTLenS

引用

@article{arxiv.1404.6442,
  title  = {Sparse Representation of Photometric Redshift PDFs: Preparing for Petascale Astronomy},
  author = {M. Carrasco Kind and R. J. Brunner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1404.6442},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 10 figures. Accepted for publication in MNRAS. The code can be found at http://lcdm.astro.illinois.edu/code/pdfz.html

光度红移概率密度函数的稀疏表示：为拍字节级天文学做准备

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